带带外中继的干扰信道

本文研究了一个带有中继的高斯干扰信道(IC)。假设中继在与底层IC正交的频带上运行，整个系统称为带带外中继的干扰信道(IC-OBR)。该系统可视为在两个并行的干扰受限信道上运行：第一个是标准高斯IC，第二个是高斯中继信道，其特征是两个源和两个目的地通过中继进行通信，且无直接链路。我们将第二个并行信道称为OBR信道(OBRC)。本文的主要目的是确定在IC-OBR的容量区域意义上，最优运行（即中继执行信号中继和/或干扰转发，并对IC和OBRC这两个并行信道进行可分离或不可分离的使用）的条件。这里的“可分离”指在两个组成信道上传输独立信息。对于一个基本模型（其中OBRC由从源到中继以及从中继到目的地的四个正交信道组成，即IC-OBR类型I），我们确定了信号中继和可分离运行是最优的条件。当该条件不满足时，我们识别了多种场景，在这些场景中，干扰转发和不可分离运行对于实现最优性能是必要的。在这些场景中，系统通过干扰转发利用OBRC上的“过剩容量”，将IC-OBR系统驱动到特定的干扰状态（强干扰或混合干扰）。随后，分析转向一个更复杂的IC-OBR，其中OBRC仅由两个正交信道组成，一个从源到中继，一个从中继到目的地（IC-OBR类型II）。对于该信道，我们推导出了一些与IC-OBR类型I结论相平行的容量结果。